Файл: Хранение энергии в контексте энергетического перехода обзор технологий Аннотация.docx

На основе [36,40,41,44,57,85,181–184] были отобраны десять характеристик EES и разделены на две группы в соответствии с логистической перспективой: пять характеристик на уровне генерации / сети и пять характеристик на уровне конечного пользователя. Первая группа включает в себя следующие приложения:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Временной сдвиг

В этой характеристике, также называемом энергетическим арбитражем, электроэнергия хранится в периоды более низких цен и используется или продается в пиковые периоды. Технические требования к временным сдвигам: номинальная мощность в диапазоне 1–100 МВт, значительная накопительная емкость и умеренное время отклика.

Сезонное хранение энергии

Это приложение можно описать как долгосрочный сдвиг во времени. В этом случае энергия сохраняется в очень большом временном интервале, например, в течение месяцев. Технические требования аналогичны предыдущим, но для сезонного хранения энергии обычно требуется еще большая накопительная емкость и практически полное отсутствие потерь на саморазряд.

Крупномасштабная интеграция возобновляемых источников энергии

Целью этого приложения является сглаживание крупномасштабного производства ВВИЭ. Поэтому, что касается требований приложения, номинальная мощность должна быть совместима с выработкой ВВИЭ, обычно достаточно десятков МВт, емкость хранилища должна удовлетворять колебаниям от минут до нескольких часов, а быстрое время отклика очень важно для отслеживания скорости изменения выработки ВВИЭ.

Отсрочка инвестиций в передачу и распределение (T&D) Операторы передачи и распределения могут использовать устройства ES для улучшения диспетчерских операций, снижая нагрузку на сеть и даже откладывая инвестиции. Для этого приложения требуется несколько десятков или сотен МВт номинальной мощности и несколько часов емкости хранения, а время отклика до нескольких минут достаточно.
Регулирование сети

Включает правила площади, частоты и напряжения. Первые два связаны с балансом спроса и предложения, обеспечивая частоту всей сети, в то время как последние обеспечивают поддержку управления реактивным сопротивлением на более локальном уровне. Достаточно номинальной мощности до нескольких МВт и емкости хранения в несколько минут, причем время отклика является наиболее важным требованием, поскольку устройство ES должно компенсировать колебания сети.

Во вторую группу входят следующие приложения:

Управление энергией

Эквивалентно смещению во времени, но с уровня конечного пользователя. В то время как в предыдущем случае накопленная энергия использовалась для увеличения предложения электроэнергии, в данном случае накопленная энергия используется для снижения спрос на электроэнергию. Технические требования те же, что и со сдвигом во времени.

Качество электроэнергии

Это приложение уравновешивает помехи от электрической сети для поддержания и гарантии стабильного снабжения. Учитывая требования приложения, номинальная мощность должна быть совместима с нагрузкой конечного пользователя, обычно до одного МВт, но она может быть масштабируемой, достаточны скромные емкости хранения, но наиболее важным требованием является время отклика, которое должно быть очень быстрым для компенсации колебаний сети.

Надежность питания

Это приложение направлено на обеспечение мощности моста во время сбоя питания. Эта способность может быть использована в приложениях бесперебойного питания (UPS) для промышленных процессов, центров обработки данных или даже медицинских учреждений. Что касается требований, номинальная мощность должна соответствовать нагрузке конечного пользователя, обычно до десятков МВт, а емкость хранилища может варьироваться от нескольких минут до нескольких часов в зависимости от требуемого времени прохождения. Время отклика в этом случае должно быть меньше секунды, чтобы быстро заменить источник питания в сети.

Распределенная интеграция возобновляемых источников энергии

Цель состоит в том, чтобы увеличить скорость собственного потребления распределенных генераторов, снижая их спрос, особенно в часы пик. В этом случае техническими требованиями являются номинальная мощность

, совместимая с распределенной генерацией, обычно достаточно десятков или сотен кВт, емкость хранения в диапазоне от одного до шести часов и быстрое время отклика, что очень важно для отслеживания скорости изменения VRES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Транспортные приложения

Эти приложения связаны с энергоснабжением транспорта. Высокая плотность энергии и высокая удельная энергия являются наиболее важными требованиями для этого приложения, но также важно быстрое время отклика. В этом конкретном случае некоторые технологии, которые могут производить топливо, совместимое с современными технологиями в транспортном секторе, также применимы в целостном понимании этого приложения.
Приложения TES связаны с хранением тепла и холода для бытовых целей (ГВС и отопление) и промышленных процессов, а также являются частью некоторых технологий EES (CAES, LAES, PTES) и возобновляемых источников энергии, таких как концентрированная солнечная энергия (CSP).[174]. Таблицы 8 а также 9 обобщает некоторые соответствующие приложения EES и TES соответственно. Для приложений EES собираются данные о номинальной мощности, продолжительности разряда, времени отклика и других конкретных требованиях, а также указываются применимые технологии ES.

Соображения по поводу применения ЭС в контексте сценария энергетического перехода

В рамках традиционного энергетического сценария перехода на устойчивую энергетическую систему необходимо предпринять ряд действий, направленных на снижение выбросов GHG и повышение эффективности электросетевого хозяйства. Ожидается, что доля RES в энергетическом балансе будет расти, особенно VRES, такие как интенсивное использование ветра и солнца, которые потребуют все большей и большей гибкости в будущей конфигурации сети, чтобы быть хорошо интегрированными из-за их переменной производительности с неконтролируемой доступностью. В этом контексте каждая технология ES, представленная в Разделе 2 может внести свой вклад. Действительно, учитывая окончательный обзор приложений, только что представленный в Разделе 3.1, существует широкий портфель приложений, среди которых распределены возможные новые технологии. На самом деле ни одна технология ES не выделяется одновременно во всех технические характеристики и выбор для каждого применения должны быть сделаны в каждом конкретном случае отдельно. Будут рассмотрены четыре основных подхода для этого обсуждения, которые, кстати, дополняют друг друга: приложения для сезонного хранения, приложения для транспортировки, стратегии управления ES и целостный взгляд на энергетическую систему.